Батарея Карно (термическая батарея) как важное направление для длительного хранения энергии обладает хорошими перспективами применения в таких сценариях, как промышленное отопление, сопряженное с сверхвысокотемпературным тепловым насосом на CO₂, при этом термические свойства высокотемпературного теплоносителя напрямую влияют на эффективность хранения тепла и эксплуатационные характеристики системы. Для решения проблем ограниченной теплопроводности традиционных расплавленных солей в данной работе выбран трехкомпонентный расплав HITEc в качестве основы, спроектирована и построена модель наножидкости с улучшенной растворимой солью, усиленной сердечниково-оболочечными наночастицами Fe₃O₄@SiO₂, и с использованием методов молекулярной динамики систематически изучены закономерности изменения ее тепловых свойств. Были рассчитаны коэффициенты теплопроводности, плотность, динамическая вязкость, удельная теплоемкость при постоянном объеме и коэффициенты самодиффузии ионов соли для комплексных систем при различных температурах. Результаты показали, что в диапазоне температур 423~823 К коэффициенты теплопроводности, плотность, динамическая вязкость и удельная теплоемкость комплекса снижаются с увеличением температуры, в то время как среднеквадратичные смещения и коэффициенты самодиффузии ионов соли увеличиваются. По сравнению с эмпирическими формулами чистого расплава HITEc было обнаружено, что тенденция температурных изменений тепловых свойств комплексной системы соответствует трендам чистого расплава. Кроме того, теплопроводность, вязкость и теплоемкость комплексной системы в целом выше, чем у чистого расплава HITEc, с улучшением на 61,1%~146,4%, 1,3%~82,4% и 12,7%~31,5% соответственно, что свидетельствует о том, что добавление магнитных сердечниково-оболочечных наночастиц повышает теплопроводность и способность к хранению тепла системы при снижении ее текучести. Данная работа на молекулярном уровне раскрывает влияние наночастиц Fe₃O₄@SiO₂ на термическую транспортировку и свойства текучести расплавленных солей HITEc, что может служить теоретической основой для проектирования высокоэффективных теплоносителей для термических батарей, сопряженных с сверхвысокотемпературным тепловым насосом CO₂.

Батарея Карно; магнитные сердечниково-оболочечные наножидкости; расплав HITEc; молекулярно-динамическое моделирование; сопряженный теплообмен с сверхкритическим CO₂